防排烟系统的概述

防排烟系统的概述防排烟系统是建筑消防设施体系中专门用于控制火灾烟气蔓延、保障人员疏散与消防救援作业环境的专项系统，分为防烟系统与排烟系统两大类别，前者通过正压送风或自然通风方式阻止烟气侵入疏散通道、避难区域等安全空间，后者通过机械排烟或自然排烟方式将火灾产生的烟气排出至建筑外部，二者协同作用是降低火灾人员伤亡率、减少财产损失、提升消防救援效率的核心技术保障。根据现行《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）要求，除建筑高度小于等于27m的住宅建筑且采用敞开楼梯间等自然通风条件充足的情况外，绝大多数民用建筑、工业建筑均需按规范设置对应等级的防排烟设施，其设计、施工、验收及运维均需符合国家现行消防技术标准的强制性要求。

一、系统分类与适用范围

（一）防烟系统

防烟系统的核心作用是在火灾发生时维持疏散通道、避难区域的空气压力高于火灾区域，阻止烟气侵入，保障人员疏散与避难安全，按实现方式分为自然通风防烟系统与机械加压送风防烟系统两类。自然通风防烟系统自然通风防烟系统依靠建筑外窗、开口的自然通风效应，通过热压、风压作用实现烟气阻隔，无需设置动力设备，建设与运维成本较低，适用于建筑高度较低、通风条件充足的场所。其适用范围包括：（1）建筑高度小于等于50m的公共建筑、工业建筑，以及建筑高度小于等于100m的住宅建筑，其封闭楼梯间、防烟楼梯间的前室、合用前室，当满足可开启外窗面积要求时，可采用自然通风方式。其中，独立前室、消防电梯前室可开启外窗的有效面积不应小于2.0㎡，合用前室不应小于3.0㎡，且可开启外窗应设置在墙面的上部或顶部。（2）防烟楼梯间采用自然通风方式时，应在楼梯间最高部位设置面积不小于1.0㎡的可开启外窗或开口，且建筑高度不大于100m的建筑，每5层内的可开启外窗或开口的总面积不应小于2.0㎡；建筑高度大于100m的建筑，每5层内的可开启外窗或开口的总面积不应小于4.0㎡，且宜每层设置。（3）避难层（间）的自然通风可开启外窗有效面积不应小于避难区域地面面积的2%，且每个朝向的可开启外窗有效面积不应小于2.0㎡。

2.机械加压送风防烟系统机械加压送风防烟系统通过专用风机向疏散通道、避难区域送入室外新鲜空气，形成正压压差阻挡烟气侵入，可靠性强，不受自然环境条件影响，适用于建筑高度较高、自然通风条件不足的场所。其强制适用范围包括：（1）建筑高度大于50m的公共建筑、工业建筑，以及建筑高度大于100m的住宅建筑，其防烟楼梯间、消防电梯前室、合用前室应采用机械加压送风系统。（2）当防烟楼梯间的前室或合用前室不满足自然通风面积要求时，应设置机械加压送风系统。（3）封闭楼梯间不能自然通风或自然通风不能满足要求时，应设置机械加压送风系统。（4）避难层（间）当不具备自然通风条件时，应设置机械加压送风系统，且其加压送风量应按避难层（间）净面积每平方米不小于30m³/h计算。（二）排烟系统排烟系统的核心作用是将火灾产生的高温有毒烟气及时排出至建筑外部，降低火灾区域的烟气浓度与温度，为人员疏散、消防救援争取时间，按实现方式分为自然排烟系统与机械排烟系统两类，且机械排烟系统需配套设置补风系统以保障排烟效率。自然排烟系统自然排烟系统利用火灾烟气的热浮力，通过建筑外墙、屋顶设置的排烟窗（口）将烟气排出，无需动力设备，适用于有充足外窗或屋顶开口条件的场所。其适用范围包括：（1）建筑高度小于等于50m的公共建筑、工业建筑的走道、房间，当满足自然排烟窗有效面积要求时，可采用自然排烟方式。（2）建筑高度小于等于100m的住宅建筑的走道、房间，可采用自然排烟方式。（3）丙类厂房、仓库，当有可开启外窗且满足排烟面积要求时，可采用自然排烟方式。自然排烟系统的核心限制条件为防烟分区内任一点与最近自然排烟窗（口）的水平距离不应大于30m，工业建筑尚不应大于空间净高的2.8倍；当空间净高大于6m且具有自然对流条件时，水平距离可放宽至37.5m。机械排烟系统机械排烟系统通过专用排烟风机的抽吸作用，将烟气经排烟口、排烟管道排出至室外，排烟效率稳定，不受自然条件影响，适用于自然通风条件不足、人员密集或火灾风险较高的场所。其强制适用范围包括：（1）建筑高度大于50m的公共建筑、工业建筑的内走道、房间，以及建筑高度大于100m的住宅建筑的内走道。（2）中庭、电影院观众厅、礼堂、体育馆等大空间场所，以及建筑面积大于300㎡且可燃物较多的地下、半地下建筑（室）。（3）汽车库、修车库，以及人员密集的公共娱乐场所、商场营业厅等。补风系统补风系统是机械排烟系统的配套设施，用于向排烟区域补充室外新鲜空气，避免因排烟导致区域内负压过大、排烟效率下降，同时为人员疏散提供新鲜空气。其设置要求为：（1）地上建筑的机械排烟系统，当排烟风机担负两个及以上防烟分区时，应设置补风系统；仅担负一个防烟分区时，可通过门窗缝隙自然补风。（2）地下、半地下建筑（室）的机械排烟系统，应设置补风系统。（3）补风量不应小于排烟量的50%，且补风路径应避免与疏散路径冲突。

二、系统核心组成与技术要求

（一）防烟系统核心组件

机械加压送风防烟系统主要由加压送风机、送风管道、加压送风口、控制组件及压差调节装置组成，自然通风防烟系统主要由可开启外窗、手动开启装置组成。加压送风机加压送风机是机械加压送风系统的动力核心，需采用不燃材料制作，通常选用轴流风机、离心风机或斜流风机，其性能应满足设计风量与风压要求，且在额定转速下的工作点应位于风机特性曲线的高效段内。风机的驱动电机应为消防专用电机，具备连续工作能力，且应设置备用电源，备用电源切换时间不应大于30s。加压送风机宜设置在建筑的底部或专用机房内，进风口应直通室外，且应采取防止烟气被吸入的措施，进风口与排烟口的水平距离不应小于20m，竖向布置时进风口应设置在排烟口的下方，且边缘垂直距离不应小于6m。送风管道送风管道应采用不燃材料制作，优先选用镀锌钢板风管、无机玻璃钢风管，严禁采用土建风道。金属送风管道的设计风速不应大于20m/s，非金属送风管道的设计风速不应大于15m/s。送风管道的耐火极限应符合要求：设置在吊顶内的送风管道耐火极限不应低于0.5h，直接暴露在室内的送风管道耐火极限不应低于1.0h，穿越防火分区处的送风管道耐火极限不应低于2.0h。送风管道的连接处应密封严密，漏风量应符合高压风管系统的要求，即工作压力大于1500Pa时，漏风量不应大于2.11m³/(h·㎡)。加压送风口加压送风口分为常开型与常闭型两类：防烟楼梯间的加压送风口宜采用常开型百叶送风口，按23层设置一个；前室、合用前室的加压送风口应采用常闭型多叶送风口，每层设置一个，火灾时联动开启对应楼层的送风口。常闭型送风口应具备手动开启、电动开启功能，手动开启装置距地面高度宜为1.31.5m，且应设置明显的标识。送风口的风速不宜大于7m/s，避免风速过大对人员疏散造成阻碍。压差调节装置压差调节装置由压差控制器、旁通阀（或风机变频控制模块）组成，用于控制防烟区域的余压值在规范要求范围内：防烟楼梯间的余压值应为40Pa50Pa，前室、合用前室、消防电梯前室的余压值应为25Pa30Pa。压差控制器的取压孔分别设置在正压区域与相邻的走道（负压区域），当余压值超过上限时，联动开启旁通阀泄放多余风量，或降低风机转速；当余压值低于下限时，关闭旁通阀或提高风机转速，保障压差稳定。（二）排烟系统核心组件机械排烟系统主要由排烟风机、排烟管道、排烟口、挡烟垂壁、排烟防火阀及补风装置组成，自然排烟系统主要由排烟窗（口）、手动/自动开启装置组成。排烟风机排烟风机是机械排烟系统的动力核心，需具备耐高温性能，在280℃的烟气环境下应能连续正常工作不少于30min，且风机外壳应采用不燃材料制作。排烟风机通常选用消防高温排烟轴流风机、离心风机，其风量应满足系统设计排烟量的1.2倍要求，风压应克服管道阻力并保障排烟口的风速要求。排烟风机应设置备用电源，切换时间不应大于30s，且风机入口处应设置280℃自动关闭的排烟防火阀，并与风机连锁，当排烟防火阀关闭时，风机自动停止运行。排烟风机宜设置在建筑的屋顶或专用机房内，出风口应直通室外，且应设置防止雨水、杂物进入的措施。排烟管道排烟管道应采用不燃材料制作，优先选用镀锌钢板风管、不锈钢风管，严禁采用可燃材料制作的风管。金属排烟管道的设计风速不应大于20m/s，非金属排烟管道的设计风速不应大于15m/s。排烟管道的耐火极限应符合强制性要求：吊顶内的排烟管道耐火极限不应低于0.5h，直接设置在室内的排烟管道耐火极限不应低于1.0h，穿越防火分区处、排烟风机入口处的排烟管道耐火极限不应低于2.0h。排烟管道的隔热层应采用不燃材料制作，厚度不应小于50mm，且与可燃物的距离不应小于150mm。排烟口机械排烟系统的排烟口应采用常闭型，分为多叶排烟口、板式排烟口两类，火灾时联动开启对应防烟分区的排烟口，且同一防烟分区内的排烟口应能同时开启。排烟口的风速不应大于10m/s，避免风速过高卷吸大量空气降低排烟效率。排烟口应设置在储烟仓内，且距可燃物的距离不应小于1.5m；走道的排烟口应设置在走道顶部或侧墙上部，且与安全出口的水平距离不应小于1.5m，避免排烟气流阻碍人员疏散。自然排烟窗（口）应具备手动开启功能，设置在高处的排烟窗应设置距地面高度1.3~1.5m的手动开启装置。挡烟垂壁挡烟垂壁是划分防烟分区、形成储烟仓的核心构件，分为固定式与活动式两类。固定式挡烟垂壁通常采用防火玻璃、不燃板材制作，活动式挡烟垂壁采用防火卷帘式、翻板式结构，火灾时联动下降至设计挡烟高度。挡烟垂壁的挡烟高度（即储烟仓厚度）应符合要求：机械排烟时，挡烟高度不应小于空间净高的10%，且不应小于500mm；自然排烟时，挡烟高度不应小于空间净高的20%，且不应小于600mm。活动式挡烟垂壁的下降速度不应小于0.07m/s，下降到位的响应时间不应大于60s，且应具备手动升降功能。

5.排烟防火阀排烟防火阀是串联在排烟管道上的安全保护装置，平时处于开启状态，当管道内烟气温度达到280℃时，易熔片熔断，阀门自动关闭，防止火势蔓延。排烟防火阀应设置在排烟风机入口处、穿越防火分区处、穿越通风空调机房处、穿越防火墙或楼板处等位置，且应设置独立的支吊架，避免管道变形影响阀门动作。排烟防火阀的动作信号应反馈至消防联动控制器，且与对应排烟风机、补风机连锁关闭。补风装置补风装置由补风机、补风管道、补风口组成，补风机可采用普通通风风机，但其电源应为消防电源，且火灾时应能联动启动。补风口的风速不宜大于10m/s（机械补风）或3m/s（自然补风），补风口宜设置在排烟区域的下部，且与排烟口的水平距离不应小于5m，避免补风直接短路进入排烟口降低排烟效率。补风系统可与平时的通风系统合用，但火灾时应能自动切换为补风模式，且补风量应满足规范要求。三、设计核心参数与计算依据防排烟系统的设计需严格遵循现行国家标准，核心参数直接决定系统的防护效果，主要包括防烟分区划分参数、加压送风参数、排烟参数三大类。（一）防烟分区与储烟仓参数防烟分区是排烟系统的基本控制单元，其划分应符合以下要求：防烟分区最大允许建筑面积：当空间净高H≤3m时，不应大于500㎡；当3m<H≤6m时，不应大于1000㎡；当H>6m时，不应大于2000㎡。防烟分区不得跨越防火分区，且应采用挡烟垂壁、结构梁等不燃构件分隔。防烟分区长边最大允许长度：当H≤3m时，不应大于24m；当3m<H≤6m时，不应大于36m；当H>6m时，不应大于60m；当空间净高大于6m且具有自然对流条件时，长边最大允许长度可放宽至75m。储烟仓厚度：即挡烟垂壁下缘至顶板的距离，机械排烟时不应小于空间净高的10%，且最小不应小于500mm；自然排烟时不应小于空间净高的20%，且最小不应小于600mm。储烟仓内的烟气温度不应超过280℃，避免损坏排烟设备或引发二次燃烧。

（二）机械加压送风系统设计参数

机械加压送风系统的送风量应通过计算确定，且不应小于规范规定的最小风量要求。常用的计算方法包括压差法与门洞风速法，其中门洞风速法为优先采用的计算方法，即按疏散门开启时的门洞断面风速计算送风量，门洞断面风速不应小于0.7m/s（公共建筑、工业建筑）或0.5m/s（住宅建筑）。规范规定的不同建筑类型最小加压送风量如下：公共建筑、工业建筑：建筑高度≤50m时，防烟楼梯间加压送风量不应小于25000m³/h，独立前室、消防电梯前室不应小于15000m³/h，合用前室不应小于18000m³/h；建筑高度50m<H≤100m时，防烟楼梯间加压送风量不应小于35000m³/h，独立前室、消防电梯前室不应小于20000m³/h，合用前室不应小于24000m³/h。住宅建筑：建筑高度≤100m时，防烟楼梯间加压送风量不应小于22000m³/h，前室不应小于12000m³/h；建筑高度>100m时，防烟楼梯间加压送风量不应小于30000m³/h，前室不应小于15000m³/h。加压送风系统的设计风量应为计算风量的1.2倍，以弥补管道漏风等损耗。（三）排烟系统设计参数排烟系统的排烟量应根据火灾热释放速率、空间净高、防烟分区面积等参数计算确定，且不应小于规范规定的最小排烟量。室内空间净高≤6m的场所，排烟量按单位面积排烟量不小于60m³/(h·㎡)计算，且单台排烟风机担负一个防烟分区时的最小排烟量不应小于15000m³/h；担负两个及以上防烟分区时，应按最大防烟分区面积乘以120m³/(h·㎡)计算，即同时开启两个防烟分区的排烟口时，总排烟量应满足最大防烟分区双倍排烟强度的要求。室内空间净高>6m的大空间场所，排烟量应通过烟羽流模型计算确定，常用的轴对称型烟羽流计算公式为：Mp=0.071Q（一）风管制作与安装管材要求：防排烟风管应采用镀锌钢板制作，钢板厚度应符合高压风管系统的要求，具体为：风管长边尺寸b≤320mm时，钢板厚度不小于0.75mm；320mm<b≤630mm时，厚度不小于1.0mm；630mm<b≤1000mm时，厚度不小于1.2mm；1000mm<b≤1250mm时，厚度不小于1.5mm；1250mm<b≤2000mm时，厚度不小于1.5mm；2000mm<b≤4000mm时，厚度不小于2.0mm。对于有耐火极限要求的风管，可采用防火板包覆或镀锌钢板加耐火隔热层的方式实现。风管连接：风管应采用法兰连接或薄钢板法兰连接，法兰螺栓孔的间距不应大于150mm，矩形风管法兰的四角应设置螺栓孔。风管密封垫料应采用不燃、耐高温材料，如陶瓷纤维垫、硅钛合金垫，严禁采用橡胶垫等可燃材料。风管的拼接缝应错开，避免出现十字形拼接缝，且拼接缝应密封严密，漏风量符合规范要求。支吊架安装：风管支吊架应采用角钢或槽钢制作，且应做防腐处理。水平风管的支吊架间距：角钢法兰风管不应大于3m，薄钢板法兰风管不应大于1.5m；垂直风管的支吊架间距不应大于4m，且每根立管的固定件不应少于2个。排烟风管的支吊架应设置隔热垫，避免风管高温导致支吊架变形，且支吊架的承载力应满足风管及附件的重量要求。穿越构件处理：风管穿越防火分区、防火墙、楼板时，应设置预埋套管，套管厚度不应小于1.6mm，风管与套管之间的缝隙应采用不燃防火封堵材料填塞密实，封堵的耐火极限不应低于对应构件的耐火极限。穿越变形缝处的风管应设置柔性短管，长度宜为200~300mm。（二）设备安装风机安装：加压送风机、排烟风机应安装在平整、牢固的基础上，基础的混凝土强度等级不应低于C20，且应设置减振装置。风机的水平度偏差不应大于2‰，叶轮旋转方向应正确，运转平稳，无异常振动与噪声。风机进出口与风管的连接应设置柔性短管，短管长度宜为150~300mm，材质为不燃耐高温材料，且柔性短管不应作为找平找正的连接件。风机控制柜安装：风机控制柜应安装在干燥、通风的位置，防护等级不应低于IP30，安装在室外时防护等级不应低于IP55。控制柜应具备手动、自动、远程控制功能，且应设置紧急停止按钮，电源进线应设置备用电源切换装置，切换时间符合消防要求。控制柜的接地应牢固可靠，接地电阻不应大于4Ω。（三）组件安装风口安装：送风口、排烟口的安装应平整、牢固，与墙面或吊顶的贴合严密，表面无变形。常闭型风口的电动执行机构应接线牢固，动作灵活，信号反馈正常。手动开启装置应安装在便于操作的位置，距地面高度1.3~1.5m，且应有明显的“防排烟风口”标识。挡烟垂壁安装：固定式挡烟垂壁的安装应垂直，偏差不应大于5mm，底部标高应符合设计要求。活动式挡烟垂壁的导轨应垂直，间距偏差不应大于10mm，挡烟垂壁的升降应顺畅，无卡阻现象。挡烟垂壁的各段拼接处应密封严密，缝隙不应大于1mm，避免烟气泄漏。阀门安装：排烟防火阀、加压送风口的阀门安装应牢固，方向正确，易熔件应安装在迎风面。阀门应设置独立的支吊架，避免风管重量压迫阀门导致变形。阀门的动作信号应接入消防联动控制器，且反馈信号准确可靠。五、调试与验收要求（一）系统调试防排烟系统安装完成后，应进行全面调试，调试内容包括单机调试、联动调试与性能测试三部分。单机调试：（1）风机调试：手动启动风机，检查叶轮旋转方向是否正确，运行是否平稳，测量电机的启动电流、运行电流，应符合额定参数要求。风机连续运行2h后，测量轴承温度，滚动轴承温升不应大于40℃，最高温度不应大于80℃；滑动轴承温升不应大于35℃，最高温度不应大于70℃。（2）阀门与风口调试：手动、电动操作各阀门、风口，检查开启、关闭动作是否灵活，有无卡阻现象，信号反馈是否准确。排烟防火阀的280℃易熔片应动作可靠，关闭严密。（3）挡烟垂壁调试：手动、电动操作活动式挡烟垂壁，检查升降速度、响应时间是否符合要求，下降到位的位置是否准确，信号反馈是否正常。联动调试：触发同一防烟分区内的两个独立火灾探测器（或一个火灾探测器与一个手动火灾报警按钮），检查系统的联动动作是否符合逻辑：（1）防烟系统：应开启对应楼层的前室加压送风口，启动加压送风机，且楼梯间的加压送风机应同步启动。（2）排烟系统：应开启对应防烟分区的所有排烟口，启动排烟风机，同步启动补风系统的补风机。（3）挡烟垂壁：应联动下降至设计挡烟高度。联动调试应逐防烟分区进行，覆盖率100%，且动作信号应全部反馈至消防联动控制器。

3.性能测试：（1）余压测试：在系统联动运行稳定后，采用微压计测量防烟楼梯间、前室的余压值，应符合40Pa50Pa（楼梯间）、25Pa30Pa（前室）的要求。（2）排烟量测试：采用风速仪测量排烟口的风速，结合排烟口的有效面积计算排烟量，应不小于设计排烟量的90%。排烟口的风速不应大于10m/s。

（3）补风量测试：测量补风口的风速，计算补风量，应不小于排烟量的50%。

（二）系统验收

系统验收由建设单位组织，设计、施工、监理、消防技术服务机构等单位参与，验收内容包括资料审查与现场验收两部分。资料审查：应审查系统的设计图纸、设计变更通知书、设备及材料的出厂合格证明、3C认证证书、施工记录、隐蔽工程验收记录、调试报告等资料，资料应齐全、准确，符合要求。现场验收：（1）观感验收：检查风管、设备、组件的安装质量，应平整牢固，标识清晰，无变形、损坏。（2）功能验收：按比例抽查系统的联动功能，抽查比例不应少于防烟分区总数的10%，且不少于5个，不足5个的全数检查。风机的备用电源切换功能应全数检查，切换时间不应大于30s。

（3）性能抽测：抽测部分防烟分区的余压值、排烟量，抽测比例不应少于10%，且不少于2个，不足2个的全数检查，性能参数应符合规范与设计要求。

验收合格后，应出具系统验收合格报告，方可投入使用。六、日常运维与常见故障处置（一）日常运维管理防排烟系统的日常运维是保障系统长期可靠运行的关键，需建立完善的运维管理制度，明确巡检、检测、维护的周期与内容。每日巡检：每日检查风机控制柜的电源状态、指示灯显示是否正常，检查控制柜是否处于自动状态，检查手动开启装置、排烟窗的外观是否完好，有无遮挡、损坏。月度维护：每月手动启动一次加压送风机、排烟风机，检查运行状态、电流、噪声是否正常，运行时间不少于5min；每月检查一次送风口、排烟口的外观，清理表面积尘，检查手动开启装置是否灵活；每月测试一次活动式挡烟垂壁的手动升降功能。季度维护：每季度检查一次风管的支吊架、法兰连接是否牢固，